基于CA-Markov和InVEST模型的莆田市生态系统服务功能研究

在城市化影响下,建设用地的扩张对未来生态系统服务水平产生负面影响。评估并预测未来土地利用变化以及生态系统服务,可为城市可持续发展的规划和决策提供有效支持。为研究莆田市绿色空间变化及生态系统服务价值的动态趋势,基于CA-Markov模型分析莆田市2030年土地利用空间分布情况,运用InVEST模型对未来生态系统服务功能进行评估,进而分析其绿色空间格局。结果表明:(1)2020-2030年,莆田市建设用地持续扩张,增长至732.10km^(2),水体、林地、耕地、草地等绿色空间在未来10年整体面积将缩减97.92km;(2)经标准化后的莆田市总生态系统服务指数由2020年的0.5963缩减至2030年的0.5820,这主要由于绿色空间被建设用地侵占,导致总体生态系统服务水平发生下降;空间上,莆田市总生态系统服务评估指数呈现出"北部高,南部低"的分布特点;(3)将莆田市生态系统服务绿色空间分为高、中、低三级,其中高、中生态系统服务绿色空间面积将在2030年分别缩减至1556.60km^(2)、178.53km^(2),低生态系统服务绿色空间面积在2030年增加至1382.80km^(2)。未来城市绿色空间规划中,应当限制建设用地的进一步扩张,加强对现有绿色空间的保护,通过增加植被,优化土地利用结构的方式,完善莆田市生态系统服务水平。

基于土地利用结构的河流岸带生态系统服务簇识别

为识别河流岸带土地利用与生态服务价值的空间结构,从河流岸带保护角度选取水资源保护、净化环境、水文调节、土壤保持、维持养分循环、生物多样性6项生态服务功能,基于遥感影像解译的土地利用数据,运用修正的当量因子法估算得到生态服务价值的空间分布规律,进而进行层次聚类分析识别河流岸带生态服务簇,并应用于太湖流域湖西区溧阳市县级河流——竹箦河作为实例研究。结果表明:(1)竹箦河河岸带6项生态服务价值呈现出显著的空间异质性和聚集性;(2)竹箦河河岸带可划分为5大类生态服务簇,分别为水源涵养型、绿色多元型、经济生态型、生态脆弱型以及耗水污染型;(3)各类服务簇的生态系统服务特点与空间布局分异明显,与岸带实际土地利用结构相协调,揭示了竹箦河河岸带生态服务功能普遍较薄弱的现状。研究结果可为竹箦河及类似平原地区骨干河流岸带功能区划分以及河岸带生态保护与修复方案的制定提供理论参考。

基于InVEST模型的新济洲国家湿地公园生态系统服务动态变化研究

对2019和2022年的Sentinel-2卫星遥感影像进行解译,分析新济洲湿地公园的土地利用/覆被动态变化情况,并基于InVEST模型分析新济洲湿地公园生境质量和碳储量变化,探究湿地公园生态系统服务情况及其管理建设效果;同时探究生态系统服务之间的协同/权衡关系。结果表明:2019—2022年新济洲湿地公园土地利用/覆被变化较大,其中,林地和草地呈现增加趋势,农田呈现减少趋势。2019—2022年新济洲湿地公园碳储量增加了3.09万t,碳储量较高的区域主要分布在新济洲岛和新生洲岛;平均生境质量上升了0.11,变化较大的区域主要位于再生洲岛。新济洲湿地公园碳储量与生境质量存在较强的协同关系。新济洲湿地公园的管理建设取得了一定成效,明显提升了湿地公园的生态系统服务功能。

基于生态系统服务视角的云南生态茶产业内涵、实践与路径

生态茶产业是我国生态农业体系重要组成部分,是云南省茶叶高质量发展和茶叶强省发展的目标和必然选择。基于生态系统服务的视角,云南省生态茶产业具有供给生态优质茶产品、发挥高值生态服务效益、传承弘扬民族茶文化和支撑产业兴旺农民增收的生态农业内涵特征。梳理和剖析云南省茶产业生态系统服务功能价值的实践与挑战,从构建现代生态茶叶生产体系、系统推进生态茶园建设、打好民族茶文化牌和高质量发展生态茶产业方面,为云南生态茶产业高质量发展和多元生态系统服务价值实现提供思路和方法。

基于植物功能群的生态系统服务形成与维持机制研究

生态系统可以从“结构-功能-服务”3个层次来理解,其中服务是人类的主观感受或效用。维持高质量的生态系统服务还需从生态系统的自然属性入手。结构和功能是生态系统服务形成和维持的内在机制,而植物是生态系统结构和功能的核心驱动力。植物功能群具有特定功能的植物组合,其中优势植物功能群控制着生态系统的结构和功能。生态系统服务的概念、分类与植物功能群密切相关,植物功能群是生态系统与生态系统服务间更直接的桥梁。建立生态系统服务与植物功能群间的联系,使相关研究有更明确的指向,在深化理论研究的同时使研究成果更容易落地。生态系统服务的形成、维持机制与植物功能群的内在联系主要体现在4个主要方面:(1)植物功能群的内在适应性特征和外在效应是生态系统服务形成的基础;(2)植物功能群的多功能特性为生态系统服务协同提供了可能;(3)植物功能群间替代和互补效应可以提升生态系统服务质量和稳定性;(4)植物功能群能够提供基于自然的生态系统服务修复问题解决方案。

国家公园生态系统文化服务多元利益主体认知比较——基于实证调查分析

探明不同利益主体对生态系统文化服务(CES)的价值认知,对于实现国家公园生态系统的科学管理具有重要理论价值与现实意义。以钱江源国家公园体制试点区为例,基于建立的CES评价指标体系,通过1073份有效调查问卷分析,探明居民、管理人员、游客等多元核心利益主体对CES的认知,并在此基础上,利用熵值法与综合模糊评价法对国家公园CES重要性与水平进行综合评价。结果表明:(1)居民和管理人员都对生态改善服务的价值认知最高,具有一定趋同性;而游客则对保健服务认知程度最高(2.44),这与其旅行目的相关。居民、管理人员与游客认知程度最低的CES分别是系统治理(1.89)、民俗文化普及(2.12)、精神崇拜(1.86)服务。(2)在重要性方面,3类主体均认为人文关怀服务>自然体验服务>社会服务,在具体指标层面,居民最看重民俗文化普及服务(0.1355)、管理人员和游客最看重精神崇拜服务。(3)3类主体对CES认知评价排序为管理人员(4.24)>游客(4.11)>居民(3.99),管理人员与居民分别作为重要的政策制定执行者与利益获得者,体现了不同政策参与主体利益需求对CES认知评价的驱动作用。(4)CES认知的权衡关系主要体现在管理人员,居民与游客的CES认知为协同关系。协同性最强的CES是管理人员对于生态改善和艺术灵感服务的认知、权衡性最强的是荒野保护与科普教育服务之间的认知。CES认知与不同主体的内在利益需求和自身认知难易程度有关,研究结果将为国家公园政策制定提供参考。

生态型县域生态系统服务时空格局及其协同关系——以国家全域旅游示范区江西省武宁县为例

[目的]分析生态型县域生态系统服务的时空变化及协同关系,为促进国家生态文明建设,实现生态保护和社会经济协调发展提供理论参考。[方法]以江西省武宁县为例,结合野外实测数据,运用InVEST模型评估了该区2000—2020年水源涵养、土壤保持、碳储存和粮食供给4种典型生态系统服务,在此基础上探讨了生态系统服务间的协同关系及其时空变化特征。[结果]①2000—2020年,武宁县单位栅格年平均水源涵养量从173.14 mm提升至283.92 mm,单位栅格年平均粮食供给量从3.52 kJ提升至5.34 kJ,两者均呈现增长趋势;土壤保持功能呈先减少,后增长,再减少的波动趋势;20 a间土壤保持功能下降了15.71%,而碳储存功能呈现微弱增长的趋势。②武宁县南部和北部的林地是水源涵养、土壤保持和碳储存的高值区;水域、建设用地及未利用地分布区域是水源涵养、土壤保持和碳储存的低值区;4种生态系统服务中,林地和耕地是生态系统服务功能发展的关键用地。③武宁县水源涵养、土壤保持和碳储存3者之间是协同关系,与粮食供给是权衡关系;“高—高”和“低—低”集聚的协同关系主要分布在高海拔的林地及水域,“高—低”和“低—高”集聚的权衡关系主要分布在耕地。[结论]2000—2020年武宁县生态系统服务功能整体呈上升趋势,未来应重点关注生态调节服务功能向资源价值的转化。

喀斯特山地旅游地生态系统文化服务的空间分异及其影响因素——以黔西南州万峰林景区为例

喀斯特山地旅游地是一个典型的社会-生态系统,具有较高的生态系统服务价值,但针对其为公众提供的非物质收益却鲜有研究。该研究以黔西南州万峰林景区为典型案例地,采用Amazon Rekognition图像识别技术,结合社交媒体照片内容分析法、GIS空间分析法、地理探测器模型等方法,识别和分析喀斯特山地旅游地生态系统文化服务(CES)空间分异与影响因素。研究表明:(1)喀斯特山地旅游地具有美学、游憩、生物多样性、地方认同感、文化多元性和教育价值6种CES类型;(2)景区CES均存在显著的空间正相关性,总体CES热点区呈多核心分布态势,主要集聚在景区北部、中部和南部,且面积由北向南逐渐增大,形成了公众感知喀斯特峰林群和布依族文化景观的集聚区,而冷点区则少量集聚在景区中部东北向和南部东南向等区域;(3)距水系距离、距道路距离、高程和NDVI因子是影响总体CES的主导因子,土地利用类型、服务设施密度、村庄密度因子为次要因子,总体CES的多因子交互作用呈现出非线性增强多于双因子增强的交互类型特征,且自然与社会维度交互因子均提高了总体CES空间分异的解释力度。该研究为明晰和提升公众对喀斯特山地旅游地生态系统的非物质收益和社会文化福祉提供了实践参考。

国土综合整治与生态修复对区域生态系统服务价值的影响评估

国土整治与生态修复对保障区域生态质量、优化生态安全格局和提升生态系统服务价值有积极的促进作用。定量化测算国土综合整治与生态修复对区域生态质量的影响是领域的研究热点和难点。以广西壮族自治区贺州市为例,提出了国土综合整治与生态修复对区域生态系统服务价值的影响评估方法,主要结论如下:(1)不同地类由于其质量不同,单位面积生态系统服务价值差距较大,研究提出了基于地类质量的单位面积生态系统服务价值确定方法,并据此测算了各地类通过整治修复质量的提升潜力;(2)贺州市整治修复前生态系统服务总价值为411.80亿元,经过评估,整治修复后生态系统服务总价值可以增加到458.06亿元,增加比例为11.23%。贺州市林地生态系统服务价值增加潜力最大,其次是草地、耕地。生态系统服务价值增加潜力在空间上呈现了东西两翼高于中部、南部地区高于东部地区的趋势;(3)贺州市各区县整治修复潜力差距较大,潜力最大的为八步区和昭平县,潜力提升比例最高的是富川县,不同区县可以根据结果确定整治修复的工程布局。研究结果对于区域国土空间整治与生态修复工程安排及整治修复绩效评估有重要的指导意义。

基于LUCC的生态系统服务价值时空演变——以祁连山区域为例

分析祁连山区域生态系统服务价值的时空变化特征,可为该区土地高效开发利用、生态恢复与保护机制的构建提供数据支撑。基于1980年、1990年、2000年、2010年和2020年的土地利用数据,运用改进的当量因子定量评估祁连山区域不同历史时期的生态系统服务价值,结合空间自相关及GIS空间统计方法,探究研究区不同乡镇的地均生态系统服务价值时空变化特征。结果表明:1)1980-2020年,研究区主要土地类型为未利用地、草地、林地、耕地,总覆盖率在93%以上。其中林地和未利用地面积减少,建设用地动态度变化最大。2)1980-2020年,祁连山区域生态系统服务总价值增加了170.8285×10^(8)元,其中草地、林地和水域的生态服务价值占78%,水文调节和气候调节的生态服务价值占60.14%。3)地均生态系统服务价值的空间正相关性较明显,空间集聚程度较高。高值聚集区有由增加向减少转变的趋势,低值聚集区逐年增加。4)1980-2010年,祁连山区域南部生态系统服务价值高于北部,北部生态系统服务价值在2010年后有增加趋势,但研究区南北间生态系统服务价值还未达到均衡和稳定。

山地多中心城市公园绿地生态系统文化服务供需匹配特征

城市公园绿地为居民提供了重要的生态系统文化服务,在促进居民身心健康和提高社会福祉方面发挥着关键作用。以典型山地城市重庆中心城区为例,构建供需匹配评估体系,利用多源数据量化供给与需求,识别供需平衡与协调发展关系。结果表明:(1)重庆市中心城区城市公园绿地生态系统文化服务供需具有显著空间异质性,供给呈北高南低、分散布局的格局,需求呈中心高、外围低的格局;(2)生态系统文化服务供需失衡特征显著,其中52.38%的组团文化服务供给滞后,33.33%的组团属于供给超前状态;供需耦合协调指数平均值为0.50,协调发展程度空间分布呈“中心高、外围低”格局;(3)综合分析供需均衡与耦合协调结果发现,由于供给超前导致了外围城市组团的失调发展,而城市中心区域组团在供给滞后状态下维持了中等水平协调发展程度。总体来看,重庆市中心城区各组团存在不同程度的公园绿地生态系统文化服务供需错配,基于评估提出针对性的城市公园绿地优化策略,可为公园绿地的合理配置与规划提供重要支持。

城市生态系统长期定位观测数据与服务评估的关系

城市生态系统为城市和市民提供的服务功能是城市生态系统国家定位观测研究站(以下简称城市站)观测和研究的重点内容。为强化城市站观测数据的统一性、系统性和可对比性,以及合理利用观测数据评估生态系统服务,文章首先通过梳理国内外城市站的管理和观测研究实践,针对目前城市站数据观测和管理上存在的问题提出对策建议;其次在梳理城市生态系统服务与观测指标关系的基础上,构建基于观测数据的生态系统服务评估框架,以提升观测数据的利用价值,提高城市站的社会服务能力和影响力;最后从提升城市站观测数据质量、丰富观测研究成果类型,以及服务评估框架的可行性提出思考。

基于生态系统服务价值评价的松花江流域吉林段生态安全格局构建

为准确识别生态保护的重要区域和生态廊道,进而构建生态安全格局,保障区域生态安全、改善生态环境质量、维持区域可持续发展.以松花江流域吉林段为研究区,基于生态源地-阻力面-生态网络的生态安全格局构建方法,通过InVEST模型评价流域生态系统服务价值,结合自然保护地斑块识别生态源地;选取土地利用和植被覆盖度等数据作为阻力因子,采用熵值法构建综合阻力面;利用linkage mapper工具基于电路理论识别并判定生态廊道、生态节点,构建流域生态安全格局.结果表明:①识别生态源地37块,总面积36212.89 km^(2),呈现东南部集中、中西部分散的空间分布格局;②生态廊道45条,总长度3291.89 km,主要分布在植被覆盖相对较好的地区;③生态节点24个,集中分布在盐碱地、低覆盖度草地等地类.

黄河流域生态系统服务供需的时空变化及与人类活动的空间交互作用

【目的】随着人类活动对生态系统干扰的日益加强,分析黄河流域生态系统服务供需的变化特征及其与人类活动的交互作用,能够为生态保护和可持续发展策略的制定提供理论依据。【方法】采用当量因子法核算1980—2020年黄河流域生态系统服务供给量,以土地利用开发程度、人口密度和经济密度核算生态系统服务需求量,并基于供需分析和人类活动强度的量化结果,采用双变量空间自相关分析方法揭示了两者之间的交互关系。【结果】结果表明:1980—2020年,黄河流域生态系统服务供给呈现先减少后增加趋势,总体减少了14.43×10^(8)元;生态系统服务需求增加,特别是在2000年后增加更明显,2020年呈现自西向东递增的空间格局。黄河流域低供给-高需求的地级市主要位于研究区东部地区,低供给-低需求的地级市主要位于中部地区且被高供给-低需求的地级市围绕。人类活动强度呈现东部地区较高,而西部地区较低的特征,且随时间推移在增强。黄河流域生态系统服务供需与人类活动强度之间表现为显著的空间负相关性,并且在局部尺度呈现出High-Low集聚、Low-High集聚和Low-Low集聚三种集聚模式。【结论】研究结果可视化了黄河流域生态系统服务与人类活动在空间上的权衡关系,能够为协调生态保护与人类活动的政策制定提供科学指引。

基于INVEST和GeoSOS-PLUS模型的宜都市生态系统服务权衡与协同动态分析

在宜都市城镇化进程加速背景下,为进一步优化宜都市生态系统服务,促进经济、社会和环境的协调发展,利用INVEST和GeoSOS-PLUS模型,对宜都市生态系统服务权衡与协同进行动态分析。研究发现,宜都市2005—2020年的生态环境应力水平逐渐上升,导致生态系统服务供需失衡、权衡增加、协同减弱。而2020—2035年的生态环境应力水平呈逐渐下降趋势,表现为生态系统服务供需趋于平衡、权衡减少、协同增强。此外,宜都市城区和工业区的生态环境应力水平较高,而乡村和山区的生态环境应力水平较低。进一步分析显示,宜都市水服务与生境质量之间、碳排放与土壤污染之间存在较强的正相关性,生态系统服务之间存在协作互补关系。

海洋保护地社区多元化生计与生态系统服务的依赖关系

海洋保护地在主要承担典型海洋生态系统、珍稀濒危物种、重要自然资源自然遗迹和人文资源有效保护的同时,兼具生态功能维持、资源可持续利用与社区经济持续发展等多重任务,普遍面临着生态保护与社区生计发展间的依赖⁃冲突关系,探究社区生计与生态系统服务间的依赖关系,对实现海洋保护地与社区协调发展具有重要意义。基于山东长岛海洋保护地的415户社区居民的调研数据,运用可持续生计分析框架和生态系统服务依赖度模型,分析社区居民的生计资本和生态系统服务依赖度(IDES)的特征,进一步结合多元回归模型探究生计资本对IDES的影响。结果表明:(1)社区居民生计资本得分呈现出由渔业主导型向务工主导型、旅游主导型、渔业兼业型递增的总趋势,且不同类型社区居民的生计资本结构具有较大差异;(2)渔业兼业型和旅游主导型社区居民从生态系统获取的收益显著高于其它居民,IDES总指数由大到小排序依次为渔业主导型、旅游主导型、渔业兼业型、务工主导型,且渔业主导型生计的供给服务依赖度显著高于其他类型,文化服务依赖度最低;(3)生计资本对不同类型居民的供给、文化服务依赖度的影响存在差异,海上养殖规模、渔业作业范围、接受政府技能培训次数、生态补偿政策、社会组织参与程度、旅游扶持政策惠及程度等指标是平衡居民生态系统服务依赖结构的关键。基于此,从不同类型居民以及当地政府多个角度提出提高长岛海洋保护地社区居民生计资本水平,优化生态系统服务依赖结构的建议,以期为实现海洋保护地与社区的协调发展提供参考借鉴。

生态系统服务对绿色创新的资源诅咒效应研究——来自中国城市的经验证据

本研究利用遥感数据评估了中国的生态系统服务价值,结合2003—2019年中国142个高生态系统服务价值城市的绿色专利数据,参照资源诅咒假说,探讨了生态系统服务对城市绿色创新的资源诅咒效应。主要发现有:(1)生态系统服务对城市绿色创新呈现出资源诅咒效应;(2)进一步的路径分析揭示,挤出研发投入、抑制产业结构高级化和推动制度弱化是生态系统服务价值对绿色创新产生资源诅咒效用的关键途径。

基于CiteSpace的自然保护地生态系统服务国内外研究进展

自然保护地有着保护自然生态、自然资源,以及维持生物和地质地貌景观多样性的作用,并能够维护生态系统稳定,提高生态系统服务功能。近年来,“自然保护地生态系统服务”受到国内外学术界的广泛关注,相关文献大量涌现,现已成为一个具有极大研究潜力的知识领域。利用CiteSpace知识图谱分析工具,将2000–2023年WoS核心合集和CNKI中收录的自然保护地生态系统服务相关文献作为数据源进行科学知识图谱绘制。主要进行了国内外发文量、作者合作网络、关键词共现和聚类、热点词突变分析。结合分析结果和现状,国内未来的行动计划应有以下几方面:(1)加强综合生态系统评估以提升自然保护地管控的保护成效;(2)完善中国自然保护地的生态补偿制度;(3)开展生态系统服务对气候变化的适应研究;(4)推动科技创新的应用。通过以上研究结论,以期为自然保护地生态系统服务价值的研究和实践提供帮助。

辽宁太子河流域生态系统服务权衡/协同关系时空变化与情景预测

研究生态系统服务权衡与协同关系为制定合理的区域社会-生态系统管理方案提供依据,促进区域可持续发展。太子河是维护辽宁中部城市群生态安全和用水安全的重要保障,以重工业为主的产业布局使得该区生态安全受到威胁,严重影响社会经济的可持续发展。综合气象、土地利用等多源数据,借助InVEST模型,探究太子河流域固碳、土壤保持、生境质量的时空特征;采用Pearson相关分析法,探讨不同样点尺度、不同地类上权衡与协同关系的时空变化,并对2030年不同土地利用情景进行预测。结果表明:①三种生态系统服务在各尺度上(除100m尺度)均为协同关系,且样点尺度越大,相关系数越高。②在不同地类中,耕地、林地、草地三种地类生态系统服务功能类似,以土壤保持功能为主,碳储功能其次;生态系统服务的热点区分布在流域的东部,冷点区集中在流域西部。③不同预测情景下三种生态系统服务间仍为协同关系,在保护情景下生境质量最好、水域面积最多,生态系统服务能力最高;开发情景下建设用地面积增加最多,但生境质量最差。

人工智能赋能的居家社区养老服务发展及其生态系统优化策略研究

伴随人工智能技术在养老领域的应用,居家社区养老服务呈现协同演化的发展趋势。这既为人口老龄化下破解养老服务供给不足难题带来重大机遇,也给传统居家养老服务模式转型升级提出新的挑战。基于人工智能的技术特征,从“技术创新—要素整合—系统优化”过程维度揭示人工智能赋能的居家养老服务发展路径,并以生态系统理论为分析框架,从“宏观—中观—微观”层面剖析人工智能赋能居家社区养老服务面临规范性与引领性政策缺位、参与主体协作网络不紧密、养老服务供给和需求结构性失衡三个障碍。据此,应从宏观层面完善配套政策,加大对人工智能养老服务的支持力度;从中观层面推进数据汇聚与整合,促进多主体协同联动;从微观层面精准识别老年人需求,提升养老服务供给效率与能力。